可见性介绍
在Java语言中，多线程并发执行是一种常见的编程方式。这种方式可以提高程序的执行效率，但同时也带来了一些问题，如共享变量的可见性问题。当多个线程同时访问一个共享变量时，由于线程之间的执行顺序是不确定的，可能会导致某个线程修改了变量的值，但其他线程却无法感知到这个变化。这就是可见性问题。
可见性问题是由于多个线程之间的执行顺序不确定性导致的。在多线程编程中，为了提高执行效率，线程之间的指令重排序是允许的。指令重排序可以改变指令的执行顺序，但不会改变程序的执行结果。然而，指令重排序可能会导致共享变量的可见性问题。当一个线程修改了一个共享变量的值后，它可能会将修改后的值缓存在寄存器或者CPU的缓存中，并没有立即写回主内存。其他线程在读取这个共享变量时，可能会读取到缓存中的旧值，而不是最新的值。
为了解决可见性问题，Java提供了一些机制，如使用volatile关键字修饰共享变量、使用synchronized关键字进行同步等。本文将主要介绍volatile关键字的使用和原理。
volatile关键字
在Java中，volatile关键字可以用来修饰共享变量，它的作用是告诉虚拟机，这个变量是可能被多个线程同时访问的，不要对它进行指令重排序的优化。当一个线程修改了一个volatile变量的值后，它会立即写回主内存，并且会通知其他线程，使它们从主内存中重新获取最新的值。
下面是一个示例代码，演示了volatile关键字的使用：
public class VolatileExample {
private volatile boolean flag = false;
public void writer() {
flag = true;
}
public void reader() {
while (!flag) {
// do something
}
}
}
在上面的示例中，flag变量被volatile关键字修饰。writer方法会将flag变量设置为true，而reader方法会循环检查flag变量的值，直到它变为true才会退出循环。
使用volatile关键字修饰的变量，保证了其在多个线程之间的可见性。即当一个线程修改了这个变量的值后，其他线程能够立即感知到这个变化。在上面的示例中，如果没有使用volatile关键字修饰flag变量，reader方法的循环可能会陷入无限循环，因为它无法感知到writer方法对flag变量的修改。
需要注意的是，volatile关键字只能保证可见性，不能保证原子性。即，当一个线程正在修改一个volatile变量的值时，其他线程仍然可以读取这个变量的旧值。如果需要保证原子性，可以使用synchronized关键字或者Lock来进行同步。
可见性问题示例与解决方案
下面通过一个示例来演示可见性问题以及使用volatile关键字解决可见性问题的方法。
public class VisibilityExample {
private volatile boolean flag = false;
public void writer() {
flag = true;
}
public void reader() {
while (!flag) {
// do something
}
System.out.println("flag is true");
}
public static void main(String[] args) {
VisibilityExample example = new VisibilityExample();
new Thread(() -> {
example.writer();
}).start();
new Thread(() -> {
example.reader();
}).start();
}
}
在上面的示例中，有两个线程分别执行writer和reader方法。writer方法将flag变量设置为true，而reader方法会循环检查flag变量的值，并在flag变为true时输出一条信息。
如果不使用volatile关键字修饰flag变量，reader方法可能会陷入无限循环，因为它
